基坑支护墙、大直径钢管支护桩及其施工方法技术

本申请公开了一种大直径钢管支护桩，其包括下沉在地下的钢管桩、衬设在钢管桩内的土工布袋和装填在土工布袋内的土方；在完成地下结构的施工后，该钢管桩被拔出回收。本申请还公开了上述大直径钢管支护桩的施工方法，以及采用该大直径钢管支护桩所形成的基坑支护墙。利用大直径钢管支护桩中的土工布袋以及袋内的土方，在拔出回收钢管桩时，由于土工布袋的隔离作用以及袋内土方的重力作用，土工布袋被保留在地下，避免在拔出钢管桩时，将钢管桩内的土方一起带出，形成孔洞，由于土工布袋内土方的支撑作用，避免了在拔出钢管桩时，所形成孔洞的塌方，且由于钢管桩内的土方不再随钢管桩被拔出，还降低了拔出钢管桩时拔桩力，降低了施工成本。施工成本。施工成本。

【技术实现步骤摘要】
基坑支护墙、大直径钢管支护桩及其施工方法


[0001]本专利技术涉及一种大直径钢管支护桩以及该大直径钢管支护桩的施工方法，以及采用该大直径钢管支护桩所构成的基坑支护墙。

技术介绍

[0002]在基坑施工过程中，为了保证施工的安全性，需要在基坑周围设置支护桩或支护墙，以避免基坑塌方和外部土体中的水分进入到基坑内，影响基坑的安全和施工效率。SMW工法桩由于结合了水泥土的连续止水和H型钢的强度，得到了广泛的应用，但是由于H型钢是插设在水泥土桩体内，需要完全被包裹在水泥土桩体内，以保证止水性能，这限制了H型钢桩的截面宽度和刚度，从而限制了SMW工法桩的应用，使得SMW工法桩主要应用在2层以内地下室的浅基坑施工中。而在深基坑施工时，常常采用大直径的钢管桩作为基坑的支护桩，以保证基坑的安全，同时辅助水泥土搅拌桩形成止水帷幕，保证基坑的止水能力。
[0003]为了降低施工成本，在完成施工后，需要将钢管桩从地下拔出，进行回收。由于地下土体中含有一定量的水分，土体具有相当高的粘性，因此在回收钢管桩时，钢管桩内的土体会粘结在钢管桩的内壁上，随钢管桩一起被拔出，这导致在回收钢管桩时，会在地下形成巨大的孔洞，需要进行二次回填，有时还会进行造成区域塌方，影响周围区域的安全性。如果在钢管桩的底部安装封闭桩靴，钢管打入/压入困难，且会对周围的土体造成挤密，对周围建筑物的安全造成影响。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本申请首先提出了一种大直径钢管支护桩，其包括下沉在地下的钢管桩、衬设在钢管桩内的土工布袋和装填在土工布袋内的土方；在完成地下结构的施工后，该钢管桩被拔出回收。在该大直径钢管支护桩中，设置了一个土工布袋，并在土工布袋内装填有土方，在拔出回收钢管桩时，由于土工布袋的隔离作用以及土工布袋内土方的重力作用，土工布袋被保留在地下，避免在拔出钢管桩时，将钢管桩内的土方一起带出，形成孔洞，由于土工布袋内土方的支撑作用，避免了在拔出钢管桩时，所形成孔洞的塌方，且由于钢管桩内的土方不再随钢管桩被拔出，还降低了拔出钢管桩时拔桩力，降低了施工成本。利用本申请，能够经钢管桩下沉到地下20
‑
40米的深度。
[0005]进一步，该土工布袋的底部封闭，土工布袋的底部向下超过钢管桩的桩底、并形成为一囊袋，该囊袋形成为一端部扩大头。利用端部扩大头，能够有效地提高土工布袋在地下的抗拔能力，保证在回收钢管桩时，避免土工布袋与钢管桩之间的摩擦力太大，而导致土工布袋与钢管桩同步上升。
[0006]其次本申请还提供了各方案中的上述大直径钢管支护桩的施工方法，其包括如下步骤：
[0007](1)将钢管桩沉入地下，将钢管桩内的土方挖出，形成桩孔；在挖掘钢管内的土方时，可以采用长螺旋钻机、旋挖钻机或钻孔桩机进行挖掘，当然当钢管桩的内径容许时，还
可以采用人工挖掘的方式进行土方挖掘，但一般不建议这种人工挖掘的方式；
[0008](2)将土工布袋放置到桩孔内，土工布袋的底部封闭，向土工布袋内装填土方，形成支护桩；在向桩孔内装回填土方时，可以完全填满钢管桩，或者填满钢管桩，以在后续的施工期间，土方能够自然下沉，进行密实；当然也可以仅仅使钢管内的土方顶部与地面平齐，当土方向下沉降后，再补充土方；
[0009](3)在钢管桩的顶部浇注冠梁；
[0010](4)进行基坑挖掘、地下结构的施工，并完成；
[0011](5)回收钢管桩，使土工布袋保留在地下。
[0012]为避免在回填土方时，土工布袋全部向下滑落到桩孔底部，可以将土工布袋的顶部向外翻折，然后利用铆钉、胶粘剂或者钢丝、铁丝以及抱箍等方式将土工布袋的顶部固定在钢管桩的外壁上，在回收钢管桩时，先将土工布袋的顶部从钢管桩上拆卸下来。在向桩孔内回填土方时，需要优先回填从桩孔内所挖掘出的土方。在下沉钢管桩时，在钢管桩的底部不设置桩靴，或将钢管桩的底部进行封闭。
[0013]本施工方法中，首先将钢管桩沉入地下，保证了钢管桩在地下土体中的稳定性，利用土工布袋在钢管桩与回填土之间形成一个隔离层，避免了土方与钢管桩之间的粘结，使得在回收钢管桩时，利用土工布袋的隔离作用以及土工布袋内土方的重力作用，使得土工布袋以及所装填的土方一起保留在地下，避免了现有技术中，钢管桩内土方随钢管桩一起被拔出，而在地下形成一个巨大的孔洞。
[0014]如果取消土工布袋，而仅仅将土工回填到钢管桩内，由于地下施工周期较长，能够达到数月甚至一年以上，钢管桩内的土方在重力的作用下仍会自然进行密实，并由于其中所含的水分而重新粘结在钢管桩的内壁上，在拔出钢管桩时，仍会有大量的土方随钢管桩一起被拔出。
[0015]由于冠梁浇注在钢管桩的顶部浇注有冠梁，且冠梁包裹在钢管桩的外周面上，在回收钢管桩时，冠梁能够起到对钢管桩外壁上土方的刮擦作用，从而避免了钢管桩外壁上土方的携带。
[0016]进一步，桩孔向下超过钢管桩的桩底，土工布袋的底部向下超过钢管桩的桩底、并形成为一囊袋，在向桩孔内回填土方时，首先向桩孔内装填扩充料，并对扩充料进行夯砸，使囊袋向外扩张，并形成为一端部扩大头，完成端部扩大头的施工后，再向桩孔内回填土方。具体地，该扩充料为素土、混凝土或水泥土。利用端部扩大头，以有效地提高土工布袋在地下的抗拔能力，保证在回收钢管桩时，避免土工布袋与钢管桩之间的摩擦力太大，而导致土工布袋与钢管桩同步上升。端部扩大头还能提高钢管桩在地下的稳定性。
[0017]进一步，当扩充料为混凝土或水泥土时，在高度方向上，囊袋内的扩充料的高度为1
‑
2米，且囊袋内的扩充料的顶部向上不超过钢管桩的下端面。该设计能够保证端部扩大头内的混凝土或水泥土具有足够的高度，以顺利形成端部扩大头，同时避免混凝土或水泥土渗出土工布袋后粘结在钢管桩上，对后续钢管桩的拔出产生不利影响，这种粘结虽然不会导致端部扩大头随钢管桩被一起拔出，但需要更大的力量才能将钢管桩拔出。
[0018]进一步，为保证在拔出钢管桩时，土工布袋能够稳定地保持在地下，端部扩大头的高度为1
‑
3米；端部扩大头的直径为钢管桩外径的1.2
‑
1.4倍。上述端部扩大头的高度主要是为了保证顺利地形成端部扩大头，本申请中的端部扩大头主要是为了使土工布袋以及其
内部的土方不会随钢管桩被拔出，而保持在地下，端部扩大头在上述直径范围内，已能够提高足够的抗拔能力，直径过小，在拔出钢管桩时，端部扩大头虽不会被拔出，但可能会产生向上的移动，使得端部扩大头的下方出现空洞，而直径过大时，已不能提高更多的益处，仅仅会消耗更多的施工时间，降低了施工效率。
[0019]进一步，为保证大直径钢管支护桩的强度，钢管桩的外径为0.8
‑
2.0米。
[0020]再次，本申请还提供了一种基坑支护墙，其包括支护排桩和设置在支护排桩外侧的止水帷幕，该支护排桩由沿基坑边缘间隔设置的若干根上述方案中的大直径钢管支护桩所构成，止水帷幕由沿水平方向相互搭接的搅拌桩所构成。其中的支护排桩主要用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大直径钢管支护桩，其特征在于，包括下沉在地下的钢管桩、衬设在钢管桩内的土工布袋和装填在土工布袋内的土方；在完成地下结构的施工后，该钢管桩被拔出回收。2.根据权利要求1所述的大直径钢管支护桩，其特征在于，该土工布袋的底部封闭，土工布袋的底部向下超过钢管桩的桩底、并形成为一囊袋，该囊袋形成为一端部扩大头。3.权利要求1或2所述大直径钢管支护桩的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将钢管桩沉入地下，将钢管桩内的土方挖出，形成桩孔；(2)将土工布袋放置到桩孔内，土工布袋的底部封闭，向土工布袋内装填土方，形成支护桩；(3)在钢管桩的顶部浇注冠梁；(4)进行基坑挖掘、地下结构的施工，并完成；(5)回收钢管桩，使土工布袋保留在地下。4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于，桩孔向下超过钢管桩的桩底，土工布袋的底部向下超过钢管桩的桩底、并形成为一囊袋，在向桩孔内回填土方时，首先向桩孔内装填扩充料，并对扩充料进行夯砸，使囊袋向外扩张，并形成为一端部扩大头，完成端部扩大头的施工后，再向桩孔内回填土...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仁民，王建兰，
申请(专利权)人：南京深地智能建造技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：